RU2579932C2 - Regulated alternative current resistive heater - Google Patents
Regulated alternative current resistive heater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579932C2 RU2579932C2 RU2013151417/08A RU2013151417A RU2579932C2 RU 2579932 C2 RU2579932 C2 RU 2579932C2 RU 2013151417/08 A RU2013151417/08 A RU 2013151417/08A RU 2013151417 A RU2013151417 A RU 2013151417A RU 2579932 C2 RU2579932 C2 RU 2579932C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heater
- capacitor
- network
- voltage
- power
- Prior art date
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- RYAUSSKQMZRMAI-YESZJQIVSA-N (S)-fenpropimorph Chemical compound C([C@@H](C)CC=1C=CC(=CC=1)C(C)(C)C)N1C[C@H](C)O[C@H](C)C1 RYAUSSKQMZRMAI-YESZJQIVSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Thyristors (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
1. Предлагаемое устройство предназначено для регулирования нагрева. Оно включается между сетью переменного напряжения (alternate current, ас) и омическим нагревателем и обеспечивает плавное регулирование мощности, выделяющейся в нем.1. The proposed device is designed to control heating. It is connected between the alternating current network (alternate current, ac) and the ohmic heater and provides smooth control of the power released in it.
Известны устройства, применяемые для плавного регулирования омических нагревателей, питаемых электрической сетью переменного тока. В них используются пары встречно-параллельно соединенных тиристоров, вводимых в рассечку между сетью и омическим нагревателем. Изменение мощности осуществляется в них плавным сдвигом моментов включения тиристоров [1], стр.135-138. Такие устройства производятся многими предприятиями (серия устройств РНТТ на токи от 100 до 1000 А, [2]).Known devices used for the smooth regulation of ohmic heaters, powered by an alternating current electric network. They use pairs of counter-parallel connected thyristors, introduced into the cut between the network and the ohmic heater. The change in power is carried out in them by a smooth shift of the moments of inclusion of thyristors [1], pp.135-138. Such devices are manufactured by many enterprises (a series of RNTT devices for currents from 100 to 1000 A, [2]).
Омические нагреватели с ними имеют целый ряд достоинств, как то:Ohmic heaters with them have a number of advantages, such as:
- плавное регулирование мощности на сетевой частоте, не сопровождаемое низкочастотными пульсациями (фликкером);- smooth power control at the network frequency, not accompanied by low-frequency pulsations (flicker);
- большой срок службы, обусловленный отсутствием переключаемых механических контактов;- long service life due to the lack of switchable mechanical contacts;
- малые потери мощности и компактность;- low power loss and compactness;
- невысокая стоимость.- low cost.
Однако, наряду с этими достоинствами, тиристорно-регулируемые нагреватели имеют существенный дефект: плохую электромагнитную совместимость; сильные порождаемые ими искажения питающей электрической сети. Для фильтрации этих искажений и обеспечения нормальной работы электрической сети и подключенных к ней потребителей требуются дополнительные затраты, которые многократно превышают первоначальные затраты на сам тиристорный регулятор. Дополнительные системные затраты на фильтрацию при этом аннулируют по существу достоинства тиристорного регулятора.However, along with these advantages, thyristor-controlled heaters have a significant defect: poor electromagnetic compatibility; strong distortion generated by the power supply network. To filter these distortions and ensure the normal operation of the electric network and the consumers connected to it, additional costs are required that are many times higher than the initial costs of the thyristor regulator itself. The additional systemic costs of filtering at the same time invalidate the merits of the thyristor regulator.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в том, чтобы сохранить достоинства тиристорно-регулируемых нагревателей и одновременно снять проблему электромагнитной совместимости. При использовании предложенного устройства сетевое напряжение остается высококачественным даже при соразмерных мощностях сетевого трансформатора и нагревателя (технический результат). Присоединенные потребители сети функционируют без помех. Дополнительная фильтрация сети не требуется.The problem to which the claimed technical solution is directed is to preserve the advantages of thyristor-controlled heaters and at the same time remove the problem of electromagnetic compatibility. When using the proposed device, the mains voltage remains high quality even with the proportional capacities of the mains transformer and heater (technical result). Connected network consumers operate without interference. Additional network filtering is not required.
2. Желаемый эффект - устранение сильных искажений сетевого напряжения - достигается тем, что вместо двухполюсников из встречно включенных полууправляемых тиристоров в предложенном устройстве в рассечку между сетью переменного тока и омическим нагревателем вводятся двухполюсники, составленные из конденсаторов переменного напряжения и шунтирующих их полностью управляемых полупроводниковых вентилей (например, insulated gate bipolar transistor - IGBT, или insulated gate commutated thyristor - IGCT). Эти вентили замыкаются в моменты перехода переменного напряжения конденсатора через нуль, не рассеивая при этом энергии и сохраняя кривую напряжения непрерывной. Выключение шунтирующих вентилей осуществляется с фазовой задержкой ранее перехода переменного тока через нуль. Выключение это возможно в силу управляемости IGBT или IGCT. Кривая напряжения при выключении также непрерывна. Регулирование мощности осуществляется изменением фазы выключения шунтирующих вентилей.2. The desired effect - the elimination of strong distortions of the mains voltage - is achieved by the fact that instead of bipolar circuits from on-board semi-controlled thyristors in the proposed device, bipolar circuits composed of AC voltage capacitors and fully controlled semiconductor valves shunting them are introduced into the cut between the AC network and the ohmic heater ( e.g. insulated gate bipolar transistor - IGBT, or insulated gate commutated thyristor - IGCT). These gates are closed at the moments when the alternating voltage of the capacitor passes through zero, while not dissipating energy and keeping the voltage curve continuous. Shunt valves are turned off with a phase delay before the alternating current passes through zero. Shutdown is possible due to the controllability of IGBT or IGCT. The voltage curve during shutdown is also continuous. Power control is carried out by changing the phase off of the shunt valves.
3. Ниже представлены следующие чертежи, характеризующие сущность предлагаемого технического решения - регулируемого омического нагревателя переменного тока.3. The following drawings are presented, characterizing the essence of the proposed technical solution - an adjustable ohmic AC heater.
На фиг.1 представлена схема регулируемого омического нагревателя переменного тока с последовательным соединением шунтирующих транзисторных ветвей.Figure 1 presents a diagram of an adjustable ohmic alternating current heater with a series connection of shunt transistor branches.
На фиг.2 представлена схема регулируемого омического нагревателя переменного тока с параллельным соединением шунтирующих транзисторных ветвей.Figure 2 presents a diagram of an adjustable ohmic alternating current heater with parallel connection of shunt transistor branches.
На фиг.3 представлена схема замещения регулируемого омического нагревателя переменного тока.Figure 3 presents the equivalent circuit of an adjustable ohmic AC heater.
На фиг.4. представлены результаты математического моделирования работы регулируемого омического нагревателя в режиме с наибольшими искажениями сетевого напряжения.In figure 4. The results of mathematical modeling of the operation of an adjustable ohmic heater in the mode with the greatest distortion of the mains voltage are presented.
На фиг.5 приведены построенные по точкам характеристики регулируемого омического нагревателя в функции параметра регулирования alpha.Figure 5 shows the characteristics of the adjustable ohmic heater plotted by points as a function of the control parameter alpha.
4. Устройство предлагаемого технического решения представлено на фиг.1-2.4. The device of the proposed technical solution is presented in figure 1-2.
Регулируемый омический нагреватель переменного тока состоит из двухполюсника 1 (регулирующего элемента), подключенного последовательно между фазой питающей сети 2 и омическим нагревателем 3. Двухполюсник 1 образован подключенными параллельно конденсатором (конденсаторной батареей) 4 переменного напряжения и встречно-параллельными вентильными цепями, выполненными из полностью управляемых вентилей.The adjustable ohmic AC heater consists of a two-terminal 1 (regulating element) connected in series between the phase of the
На фиг.1 шунтирующие конденсатор 4 встречно-параллельные вентильные цепи образованы встречно-последовательным соединением двух транзисторов (например, IGBT) 5 и 6, зашунтированных обратными диодами 7 и 8. Эмиттеры транзисторов 5 и 6 объединены, а коллекторы присоединены к конденсатору 4. Управление мощностью нагревателя 3 осуществляется при помощи системы управления 9, в которую поступают сигналы управления и сигналы от датчиков (напряжения, тока), обобщенно обозначенные 10. К питающей сети могут быть подключены другие потребители 11 при помощи коммутационных аппаратов 12.In figure 1, the
На фиг.2 одна из двух шунтирующих конденсатор 4 встречно-параллельных вентильных цепей образована транзистором 13 с отсекающим диодом 14, другая - транзистором 15 с отсекающим диодом 16.In figure 2, one of the two
Вместо транзисторов в предлагаемом устройстве могут быть применены любые другие полностью управляемые вентили (т.е. вентили, способные и замыкаться, и размыкаться по сигналу управления), например IGCT (insulated gate commutated thyristor). При применении IGCT, обладающих обратной блокирующей способностью в схеме, представленной на фиг.2, отсекающие диоды 14 и 16 становятся ненужными. Разумеется также, что при необходимости обеспечения работы при высоких напряжениях в предлагаемом устройстве могут использоваться последовательно соединенные IGBT или IGCT.Instead of transistors, any other fully controllable valves (i.e., valves capable of both closing and opening by a control signal), for example IGCT (insulated gate commutated thyristor), can be used in the proposed device. When using IGCTs with reverse blocking capability in the circuit shown in FIG. 2, cut-
5. Ниже представлены пояснения работы предлагаемого устройства.5. Below are explanations of the operation of the proposed device.
Конфигурация из конденсатора и шунтирующих его управляемых вентилей описана и проанализирована в [3], стр.216-234. Такой двухполюсник действует по основным гармоникам тока и напряжения как регулируемая емкость, которая изменяема от установленной емкости С конденсатора 4 (вентили не замыкаются) в сторону увеличения вплоть до бесконечно большой величины (вентили постоянно замкнуты). При промежуточных длительностях интервалов замыкания вентилей осуществляются промежуточные значения эквивалентной емкости.The configuration of the capacitor and its controlled bypass valves shunting it is described and analyzed in [3], pp. 216-234. Such a two-terminal network acts according to the main harmonics of current and voltage as an adjustable capacitance, which is variable from the installed capacitance C of the capacitor 4 (valves do not close) upwards to an infinitely large value (valves are constantly closed). At intermediate durations of the intervals for closing the valves, intermediate values of equivalent capacity are carried out.
Двухполюсники «конденсатор-шунтирующие транзисторы» дуальны к двухполюсникам «реактор-сериесные тиристоры», т.е. все свойства одного из них получаются из свойств другого заменой в следующей совокупности парных категорий:Bipolar “capacitor-shunt transistors” are dual to bipolar “reactor-series thyristors”, i.e. all the properties of one of them are obtained from the properties of the other by replacing in the following set of paired categories:
напряжение↔ток,voltage ↔ current
сопротивление↔проводимость,resistance ровод conductivity,
индуктивность↔емкость,inductance
источник э.д.с.↔источник тока,emf source; current source,
шунтовая схема↔сериесная схема.shunt circuit ери serial circuit.
Регулируемые тиристорами реакторы являются элементами шунтирующего типа, и они давно и широко применяются в электрических сетях для регулирования реактивной мощности. Дуальные двухполюсники - регулируемые транзисторами конденсаторы - являются элементами сериесного типа. Их применение в электрических сетях ограничено, поскольку сети (на уровне распределительных и потребительских сетей) являются по преимуществу источниками напряжения.Thyristor-controlled reactors are shunt type elements, and they have long been widely used in electrical networks to regulate reactive power. Dual bipolar - transistor-controlled capacitors - are elements of the series type. Their use in electric networks is limited, since networks (at the level of distribution and consumer networks) are mainly voltage sources.
В предлагаемом устройстве затруднения применения регулируемых с помощью переключений транзисторов емкостей снимаются синэнергетическим эффектом взаимодействия элементов:In the proposed device, the difficulties of using capacitance controlled by switching transistors are removed by the synergetic effect of the interaction of elements:
- конденсатор 4 устройства обеспечивает непрерывность напряжения омического сопротивления нагревателя 3 и непрерывность напряжения сетевых вводов и тем самым обеспечивает пониженный уровень высших гармоник. Для электромагнитной совместимости особенно важна достигаемая за счет непрерывности высокая скорость убывания высших гармоник с увеличением их порядка n. Как известно, в асимптотике эта скорость убывания для непрерывных переменных является квадратичной ~1/n2;- the
- омическое сопротивление нагревателя 3 демпфирует колебательный контур, образуемый реактансом короткого замыкания сети 2 и конденсатором 4 устройства и тем самым предотвращает возникновение переходных колебаний при переключениях транзисторов.- the ohmic resistance of the
Осуществление сильного параметрического демпфирования переходных колебаний легко подтверждается при рассмотрении простой схемы замещения фиг.3. На схеме обозначено:The implementation of strong parametric damping of transient oscillations is easily confirmed when considering a simple equivalent circuit of Fig.3. The diagram indicates:
17 - коммутируемая ветвь двухполюсника 1,17 - switched branch of a two-
18 - сигнал задания мощности Pz нагревателя 3,18 is a signal for setting the power Pz of the
19 и 20 - датчики напряжения сети 2 и конденсатора 4 соответственно.19 and 20 are voltage sensors of the
На схеме (фиг.3) указаны типичные относительные значения параметров элементов. Нормирование выполнено по номинальной мощности нагревателя 3, поэтому его омическое сопротивление R≈1. Емкость конденсатора 4 (конденсаторной батареи) определяется по задаваемой нижней границе зоны регулирования мощности Pz нагревателя 3; например, если задано Pz min≈18%, то установленная проводимость конденсатора 4:The diagram (figure 3) shows typical relative values of the parameters of the elements. Normalization is performed according to the rated power of the
yО≈45%.yО≈45%.
Трансформаторы классов напряжений 10/0.4, 10/0.69, 6/0.4, 6/0.69 имеют типичный реактанс короткого замыкания 4.5%. Таким образом, в худшем случае, когда мощность трансформатора равна мощности нагревателя (прочие нагрузки ничтожны), параметр xs достигает значенияTransformers of
xs≈4.5%.xs≈4.5%.
Таким образом волновое сопротивление равноThus, the impedance is
ρ=(xs/yO)1/2≈0.316.ρ = (xs / yO) 1/2 ≈0.316.
Это намного меньше омического сопротивления R, так что ожидаемые переходные процессы будут апериодичны.This is much less than the ohmic resistance R, so the expected transients will be aperiodic.
6. Работа регулируемого омического нагревателя иллюстрируется осциллограммами, полученными на математической модели (фиг.4). Графики даны в относительных единицах. При нормировке за единицу взяты:6. The operation of the adjustable ohmic heater is illustrated by the oscillograms obtained in the mathematical model (figure 4). Charts are given in relative units. When normalizing per unit taken:
- круговая частота - ω=1,- circular frequency - ω = 1,
- амплитуда фазного напряжения сети - Vsm=1,- the amplitude of the phase voltage of the network - Vsm = 1,
- номинальная амплитуда фазного тока - Ism=1.- nominal amplitude of the phase current - Ism = 1.
На фиг.4 (верхний рисунок) на графиках даны:Figure 4 (upper figure) on the graphs are given:
isa - потребляемый фазный ток,isa is the consumed phase current,
vea - напряжение конденсатора,vea is the capacitor voltage,
vsa - фазная э.д.с. сети,vsa - phase emf network
ven - напряжение смещения нейтрали,ven is the neutral bias voltage,
vab - линейное напряжение сетевых шин,vab - line voltage of network buses,
isal - первая гармоника потребляемого тока.isal is the first harmonic of current consumption.
В оглавлении фиг.4 приведены параметры схемы замещения (фиг.3) и параметры режима. Графики сняты при угле управленияThe table of contents in Fig. 4 shows the parameters of the equivalent circuit (Fig. 3) and the parameters of the mode. Graphs taken at control angle
alpha=20.0°,alpha = 20.0 °
при котором искажения сетевого напряжения достигают максимумаat which the distortion of the mains voltage reaches a maximum
iskv≈1.859%.iskv≈1.859%.
Этот максимум совсем невелик; вносимые регулируемым омическим нагревателем искажения намного меньше предельных значений, допустимых по стандарту на качество напряжения сетей ГОСТ Р 54149.This maximum is quite small; distortion introduced by an adjustable ohmic heater is much less than the limit values allowed by the standard for voltage quality of networks GOST R 54149.
Для справки в оглавлении даны также эффективное значение искажающей части потребляемого токаFor reference, the table of contents also gives the effective value of the distorting part of the current consumption.
efiski≈5.294%efiski≈5.294%
и амплитуды наиболее интенсивных гармоник тока с номерами 5, 7and amplitudes of the most intense current harmonics with
hisa 5≈6.879%,
hisa 7≈2.423%.
Искажения тока стандартом не регламентируются; достаточно того, что токи эти не искажают недопустимым образом сетевое напряжение.Current distortions are not regulated by the standard; it is enough that these currents do not distort the mains voltage in an unacceptable way.
На фиг.4 (средний и нижний рисунки) даны спектры сетевого напряжения spvab(f) и потребляемого тока spisa(f). Спектры даны в двух масштабах, чтобы были различимы как уровни низших из высших гармоник, так и уровни более высокочастотных гармоник, вплоть до 39-й. Спектры даны в процентах. Ожидаемым образом наибольшую величину имеет 5-я гармоникаFigure 4 (middle and lower figures) shows the spectra of the mains voltage spvab (f) and the current consumption spisa (f). The spectra are given on two scales so that both the levels of the lowest of the higher harmonics and the levels of higher-frequency harmonics, up to the 39th, are distinguishable. Spectra are given as a percentage. The 5th harmonic is expected to be the largest.
spvab(5)≈1.423%.spvab (5) ≈1.423%.
Далее гармоники достаточно быстро убывают; для 29-й гармоникиFurther, harmonics decrease rather quickly; for the 29th harmonica
spbab(29)≈0.142%,spbab (29) ≈0.142%,
На фиг.5 приведены построенные по точкам характеристики регулируемого омического нагревателя. Характеристики даны в функции параметра управления alpha, изменяемого в диапазонеFigure 5 shows the characteristics of an adjustable ohmic heater constructed by points. Characteristics are given in the function of the control parameter alpha, which varies in the range
0≤alpha≤90°.0≤alpha≤90 °.
При нулевом значении alpha транзисторы не замыкаются вовсе. Проводит только конденсатор. При этом достигается минимальная мощность. При принятой в примере проводимости конденсатора минимальная мощностьAt zero alpha, the transistors do not close at all. Conducts only a capacitor. At the same time, minimum power is achieved. With the capacitor conductivity adopted in the example, the minimum power
min P=P(0)≅17.4%.min P = P (0) ≅17.4%.
С увеличением alpha мощность монотонно нарастает, достигая номинальной величины при alpha =90°:With an increase in alpha, the power monotonously increases, reaching a nominal value at alpha = 90 °:
Р(90°)=100%.P (90 °) = 100%.
Кроме P(alpha) на фиг.5 даны еще два графикаIn addition to P (alpha) in figure 5, two more graphs are given
efis(alpha) - потребляемый сетевой ток, эффективное значение, %efis (alpha) - consumed mains current, effective value,%
Vemx(alpha) - амплитуда напряжения конденсатора, %.Vemx (alpha) is the amplitude of the capacitor voltage,%.
Потребляемый ток efis во всем диапазоне работы не превышает номинального.The consumed current efis in the entire range of operation does not exceed the nominal.
Дополнительное полезное свойство регулируемого омического нагревателя демонстрирует график амплитуды напряжения конденсатора Vemx (alpha). Во всем диапазоне работы эта амплитуда не превышает единицы в относительных единицах, т.е. не превышает амплитуды фазного напряжения. Таким образом класс напряжения транзисторов предлагаемой схемы определяется фазным сетевым напряжением в отличие от прототипа, в котором при определенных углах управления к тиристорам прикладывается не фазное, но линейное напряжение. При сетевом напряжении ~690 V в предлагаемом устройстве могут быть применены транзисторы, рассчитанные на сетевое напряжение ~400 V (т.е. транзисторы с VCES=1200 V вместо транзисторов с VCES=1700 V). Первые имеют значительно меньшие потери мощности по сравнению с более высоковольтными вторыми. Аналогично при сетевом напряжении ~400 V применяются транзисторы, рассчитанные на сетевое напряжение ~230 V, с достижением того же выигрыша по мощности потерь.An additional useful feature of the adjustable ohmic heater is a graph of the amplitude of the voltage of the capacitor Vemx (alpha). In the entire range of operation, this amplitude does not exceed unity in relative units, i.e. does not exceed the amplitude of the phase voltage. Thus, the voltage class of the transistors of the proposed circuit is determined by the phase mains voltage, in contrast to the prototype, in which at certain control angles not phase, but linear voltage is applied to the thyristors. With a supply voltage of ~ 690 V, transistors designed for a supply voltage of ~ 400 V can be used in the proposed device (i.e., transistors with V CES = 1200 V instead of transistors with V CES = 1700 V). The former have significantly lower power losses compared to the higher-voltage latter. Similarly, with a network voltage of ~ 400 V, transistors are used that are designed for a network voltage of ~ 230 V, with the same gain in power losses.
На фиг.5 (средний рисунок) дан график зависимости искажений сетевого напряжения iskv от угла управления alpha. Во всем рабочем диапазоне искажения сетевого напряжения малы; максимум при alpha=20° равен всего лишь 1.859%.Figure 5 (middle figure) is a graph of the dependence of the distortion of the mains voltage iskv on the control angle alpha. Throughout the entire operating range, the voltage distortion is small; the maximum at alpha = 20 ° is only 1.859%.
На фиг.5 (нижний рисунок) для справки даны графики токов гармоник с номерами 5,7 (hisa 5 и hisa 7, %), а также суммарного тока гармоник efiski (%). Как видно из графиков, суммарная величина efiski близка к сумме (в квадратурах) токов гармоник 5, 7. Вклад высокочастотных высших гармоник незначителен.In Fig. 5 (lower figure), for reference, graphs of harmonics currents with numbers 5.7 (
Приведенные выше графики построены для конкретного сочетания параметров xs, yО, однако они достаточно полно характеризуют предложенное устройство. Параметр xs (реактанс короткого замыкания) для средневольтных трансформаторов варьируется очень мало. Здесь следует ожидать в конкретных применениях скорее облегченных условий, когда мощность сетевого трансформатора S выше мощности нагревателя РN (присутствуют другие потребители). В этом случае в расчеты войдет лишь доля реактанса рассеяния трансформатора PN/S·xs, и вносимые искажения будут меньше, чем в базовом примере. Некоторое утяжеление условий может возникнуть при ужесточении условий по нижней границе зоны регулирования, т.е. уменьшении заданной минимальной мощности. В этом случае придется уменьшить проводимость шунтирующей емкости, и в результате этого искажения сетевого напряжения вырастут. Однако это возрастание начинается с очень низкого уровня, и искажения остаются небольшими и вполне приемлемыми. Например, при снижении задания минимальной мощности до Pmin=8.5% конденсаторную батарею нужно сократить до ус≈0.3. Максимум искажения напряжения при этом возрастает до iskv≈2.62%, что значительно ниже стандартного допуска.The above graphs are built for a specific combination of parameters xs, yО, however, they fully characterize the proposed device. The parameter xs (short-circuit reactance) for medium-voltage transformers varies very little. Here, in specific applications, one should expect rather lighter conditions when the power of the network transformer S is higher than the power of the heater P N (other consumers are present). In this case, only the fraction of the transformer dissipation P N / S · xs will be included in the calculations, and the introduced distortions will be less than in the basic example. Some aggravation of conditions may occur when conditions are tightened along the lower boundary of the regulation zone, i.e. reducing the set minimum power. In this case, it is necessary to reduce the conductivity of the shunt capacitance, and as a result of this, the distortion of the mains voltage will increase. However, this increase starts at a very low level, and the distortion remains small and quite acceptable. For example, if the minimum power task is reduced to Pmin = 8.5%, the capacitor bank needs to be reduced to us≈0.3. The maximum voltage distortion increases to iskv≈2.62%, which is significantly lower than the standard tolerance.
Предложенное устройство является недорогим эффективным средством регулирования омических нагревателей, снимающим проблему искажений сетевого напряжения для всего класса таких устройств.The proposed device is an inexpensive effective means of regulating ohmic heaters, eliminating the problem of distortion of the mains voltage for the entire class of such devices.
7. Таким образом, при вышеуказанном исполнении заявляемого устройства решаются поставленные задачи:7. Thus, with the above performance of the claimed device, the tasks are solved:
- сохраняются вышеперечисленные достоинства тиристорно-регулируемых нагревателей;- The above advantages of thyristor-controlled heaters are preserved;
- одновременно с этим снимается проблема электромагнитной совместимости.- at the same time, the problem of electromagnetic compatibility is removed.
8. Исходя из вышеизложенного, задача достижения заявленного технического результата, заключающегося в том, что:8. Based on the foregoing, the task of achieving the claimed technical result, which consists in the fact that:
- при работе предложенного устройства сетевое напряжение остается высококачественным даже при соразмерных мощностях сетевого трансформатора и нагревателя;- during the operation of the proposed device, the mains voltage remains high quality even with the proportional capacities of the mains transformer and heater;
- присоединенные потребители сети функционируют без помех, т.е. дополнительная фильтрация сети не требуется;- connected network consumers operate without interference, i.e. additional network filtering is not required;
эффективно решена.effectively resolved.
Источники информацииInformation sources
1. Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. Москва, изд. Додэка XXI, 2007.1. Suker K. Power Electronics. Developer's Guide. Moscow, ed. Dodeka XXI, 2007.
2. Компания «Электропроект». Регуляторы напряжения РНТТ. www.eep.rn.2. The company "Electroproject". RNTT voltage regulators. www.eep.rn.
3. Hingorani N.G., Gyugi L. Understanding FACTS. Concepts and Technology of flexible AC transmission Systems. IEEE Press, NY, USA. IEEE Order No PC5713.3. Hingorani N.G., Gyugi L. Understanding FACTS. Concepts and Technology of flexible AC transmission Systems. IEEE Press, NY, USA. IEEE Order No PC5713.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151417/08A RU2579932C2 (en) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | Regulated alternative current resistive heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151417/08A RU2579932C2 (en) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | Regulated alternative current resistive heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013151417A RU2013151417A (en) | 2015-05-27 |
| RU2579932C2 true RU2579932C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=53284812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013151417/08A RU2579932C2 (en) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | Regulated alternative current resistive heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2579932C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU204959U1 (en) * | 2021-04-02 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Temperature regulator |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2239864C1 (en) * | 2003-04-28 | 2004-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Старт" | Temperature adjuster |
| RU84171U1 (en) * | 2009-04-03 | 2009-06-27 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | SEMICONDUCTOR SOFT SWITCH |
| EP1834506B1 (en) * | 2005-01-03 | 2012-08-01 | Jong-Jin Kil | Temperature controller and temperature control method, and heating wire thereof |
-
2013
- 2013-11-20 RU RU2013151417/08A patent/RU2579932C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2239864C1 (en) * | 2003-04-28 | 2004-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Старт" | Temperature adjuster |
| EP1834506B1 (en) * | 2005-01-03 | 2012-08-01 | Jong-Jin Kil | Temperature controller and temperature control method, and heating wire thereof |
| RU84171U1 (en) * | 2009-04-03 | 2009-06-27 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | SEMICONDUCTOR SOFT SWITCH |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU204959U1 (en) * | 2021-04-02 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Temperature regulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013151417A (en) | 2015-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Song et al. | Multilevel optimal modulation and dynamic control strategies for STATCOMs using cascaded multilevel inverters | |
| Sun et al. | A double-resistive active power filter system to attenuate harmonic voltages of a radial power distribution feeder | |
| US8848403B2 (en) | Compensation system for medium or high voltage applications | |
| Babaei et al. | Voltage quality improvement by a dynamic voltage restorer based on a direct three-phase converter with fictitious DC link | |
| US9948176B2 (en) | Static VAR compensator apparatus and operating method thereof | |
| Andrade et al. | A novel power calculation method for droop-control microgrid systems | |
| Satputaley et al. | Performance analysis of DVR using “new reduced component” multilevel inverter | |
| Jalil et al. | An effective structure of three-phase parallel hybrid active power filter to accurate harmonic elimination | |
| Gupta et al. | Characteristic analysis for multisampled digital implementation of fixed-switching-frequency closed-loop modulation of voltage-source inverter | |
| RU2579932C2 (en) | Regulated alternative current resistive heater | |
| Bhowmick et al. | A three-phase four-leg neutral point clamped photovoltaic inverter with decoupled active & reactive power control and DC link voltage ripple minimization under unbalanced grid operation | |
| Sanjay et al. | Power quality improvement for non linear load applications using passive filters | |
| Shahir et al. | Dynamic modeling of UPFC by two shunt voltage-source converters and a series capacitor | |
| Mani Sankar et al. | A cost effective voltage sag compensator for distribution system | |
| Singh et al. | Fryze current controller based active power filter | |
| Gamit et al. | Harmonic elimination in three phase system by means of hybrid active filter | |
| RU134717U1 (en) | POWER CONVERTER | |
| Bansal et al. | Adaptive notch filter control algorithm for 5-level distribution static compensator | |
| Pai et al. | Reactive Power Compensation and Harmonic Mitigation in a Grid connected system using STATCOM | |
| Kmail | Investigation of shunt active power filter for power quality improvement | |
| Habibolahzadeh et al. | Rating reduction and optimized DC-link voltage of the HPQC in co-phase traction power system | |
| Rao et al. | Mitigation of voltage sag and voltage swell by using D-STATCOM and PWM switched autotransformer | |
| Senapati et al. | A novel algorithm for power quality improvement using dynamic voltage restorer with fuzzy logic | |
| Jacobina et al. | Three-phase series active power filter without dc voltage source | |
| NSKI et al. | Experimental test results of an automatic voltage regulator with independent phase voltage controllers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161121 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170828 |